DE3044842A1 - Power transistor switching circuit - uses logic circuit to delay switching pulses until required voltage drop across power transistor - Google Patents
Power transistor switching circuit - uses logic circuit to delay switching pulses until required voltage drop across power transistorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ein-The invention relates to a method for
schalten von im Schaltbetrieb arbeitenden Leistungstransistoren und auf Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens.switch power transistors and operating in switching mode on circuit arrangements for carrying out the method.
Der zulässige Arbeitsbereich eines Transistors ist durch den maximalen Kollektorstrom ICmax' die maximale Verlustleistung, den sekundären Durchbruch und die maximale Kollektorspannung UCEmax begrenzt. Die maximale Kollektorspannung UCEmax ist die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter. Diese Spannung wird mit UCE0 bezeichnet, wenn die Basis des Transistors offen, d. h. nicht beschaltet ist. Bei offener Basis fließt der Sperrstrom, der durch die Kollektor-Basis-Diode des Transistors fließt, auch durch die Emitter-Basis-Diode. Er wirkt wie ein von außen eingeprägter Basisstrom und wird auch wie ein solcher verstärkt. Deshalb ergibt sich für den Basisstrom 1B = ein relativ hoher Kollektorstrom. Liegt dagegen zwischen Basis und Emitter des Transistors ein Beschaltungswiderstand mit endlichem Wert, so ist die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter höher. Diese Spannung wird mit UcER bezeichnet. Bei beschalteter Basis CER fließt der Kollektor-Basis-Sperrstrom zu einem großen Teil über den Beschaltungswiderstand ab, d. h. es fli-eßt ein negativer Basisstrom 1B Die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter des Transistors ist um so größer je kleiner der Widerstand zwischen Basis und Emitter ist. Bei kurzgeschlossener Basis erhält man den mit UCES bezeichneten Maximalwert. Bei negativ vorgespannter Basis erhöht sich die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter auf einen noch größeren, mit UCEX bezeichneten Wert. Es ist somit grundsätzlich möglich, im Schaltbetrieb arbeitende Transistoren an einer Versorgungsspannung zu betreiben, die zwischen UCE0 und UCEX liegt, wenn der im gesperrten Zustand fließende Strom nicht größer als der Kollektor-Emitter-Sperrstrom ist. Jedoch besteht beim Einschalten des Transistors die Gefahr, daß der zulässige Arbeitsbereich des Transrstors überschritten wird, wenn die Ansteuerung und der Stromfluß schon eingesetzt haben und die Kollektor-Emitter-Spannung größer als der sich aus dem zulässigen Arbeitsbereich ergebende, für diesen Strom maximal zulässige Wert der Kollektor-Emitter-Spannung ist.The permissible working range of a transistor is determined by the maximum Collector current ICmax 'the maximum power loss, the secondary breakdown and the maximum collector voltage UCEmax is limited. The maximum collector voltage UCEmax is the maximum permissible voltage between collector and emitter. This tension is denoted by UCE0 when the base of the transistor is open, i.e. H. not wired is. When the base is open, the reverse current flows through the collector-base diode of the transistor flows, also through the emitter-base diode. He looks like one of externally impressed base current and is also amplified like such. Therefore results for the base current 1B = a relatively high collector current. On the other hand, lies between Base and emitter of the transistor a circuit resistor with a finite value, so the maximum permissible voltage between collector and emitter is higher. These Voltage is designated with UcER. When the base CER is connected, the collector-base reverse current flows to a large extent via the circuit resistance, d. H. a negative one flows Base current 1B The maximum permissible voltage between the collector and emitter of the Transistor is so larger the smaller the resistance between Base and emitter is. If the base is short-circuited, the one marked with UCES is obtained Maximum value. If the base is negatively biased, the maximum allowable voltage increases between collector and emitter to an even larger value, designated UCEX. It is therefore basically possible to switch on transistors that are operating in switching mode to operate a supply voltage between UCE0 and UCEX when the The current flowing in the blocked state is not greater than the collector-emitter reverse current is. However, when the transistor is switched on, there is a risk that the permissible The working range of the Transrstor is exceeded when the control and the Current flow have already started and the collector-emitter voltage is greater than that resulting from the permissible working range, the maximum permissible for this current Is the value of the collector-emitter voltage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, die den Betrieb von im Schaltbetrieb arbeitenden Leistungstransistoren an einer Versorgungsspannung erlaubt, die zwischen der bei Ansteuerung des Leistungstransistors zulässigen Kollektor-Emitter-Spannung und der der Beschaltung der Basis entsprechen.The invention is based on the object of a method of the above specify the type mentioned and a circuit arrangement for carrying out this process, the operation of power transistors operating in switching mode on a Supply voltage allowed between the when driving the power transistor permissible collector-emitter voltage and that of the wiring of the base.
den maximal zulässigen Kollektor-Emitter-Spannung liegt.the maximum permissible collector-emitter voltage.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Schaltungsanordnung sowohl durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 2 als auch durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Schaltungsanordnungen nach den Ansprüchen 2 und 3 sind in den Ansprüchen 4 bis 10 gekennzeichnet.According to the invention, this object is achieved with regard to the method by the features of the characterizing part of claim 1 and with regard to the circuit arrangement both by the features of the characterizing part of claim 2 and by the features of the characterizing part of claim 3 solved. Advantageous further training and embodiments of the circuit arrangements according to claims 2 and 3 are in the claims 4 to 10 characterized.
Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Figur 1 das Prinzipschaltbild einer ersten Schaltungsanordnung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, Figur 2 das Prinzipschaltbild einer zweiten Schaltungsanordnung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet; Figur 3 das Schaltbild einer Schaltungsanordnung entsprechend Figur 2 mit einem Zeitglied und mit verbessertem Abschaltverhalten und Figur 4 das Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung entsprechend Figur 2 jedoch mit einem Thyristor als hochsperrenden elektronischen Schalter.The invention is described in more detail below and Advantages based on the embodiments shown in the drawings explained. FIG. 1 shows the basic circuit diagram of a first circuit arrangement, which works according to the method according to the invention, FIG. 2 the basic circuit diagram a second circuit arrangement which operates according to the method according to the invention; Figure 3 shows the circuit diagram of a circuit arrangement corresponding to Figure 2 with a Timing element and with improved switch-off behavior and FIG. 4 the basic circuit diagram a circuit arrangement according to Figure 2 but with a thyristor as the high blocking electronic switch.
Gleiche Bauelemente sind in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The same components are given the same reference symbols in the drawings Mistake.
Die Figur 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer ersten Schaltungsanordnung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Parallel zu der Kollektor-Emitter-Strecke eines Leistungstransistors 1 ist ein Feldeffekttransistor 2 geschaltet, dessen Steuereingang mit einer Eingangsklemme 3 verbunden ist. Die Basis des Leistungstransistors 1 ist über eine Logikschaltung 4 mit der Eingangsklemme 3 verbunden.FIG. 1 shows the basic circuit diagram of a first circuit arrangement, which works according to the method of the invention. Parallel to the collector-emitter path of a power transistor 1, a field effect transistor 2 is connected, the control input of which is connected to an input terminal 3. The base of the power transistor 1 is connected to input terminal 3 via a logic circuit 4.
Das Potential einer weiteren Eingangsklemme 5 dient als Bezugspotential für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung. Wird der Leistungstransistor 1 an einer Spannung betrieben, die zwischen UCEO und UCEX liegt, so besteht beim Einschalten des Transistors die Gefahr, daß beim Einsetzen des Stromflusses die für die jeweilige Höhe des fließenden Stromes maximal zulässige Kollektor-Emitter-Spannung des Leistungstransistors 1 überschritten ist.The potential of a further input terminal 5 serves as a reference potential for the circuit arrangement according to the invention. If the power transistor 1 is on operated at a voltage that lies between UCEO and UCEX, it is present when switching on of the transistor there is a risk that the onset of the current flow for the respective Amount of the flowing current, maximum permissible collector-emitter voltage of the power transistor 1 is exceeded.
Der Feldeffekttransistor 2 ist so ausgewählt, daß er den in der Einschaltphase fließenden Strom führen kann, ohne daß sein Arbeitsbereich überschritten ist; er ist jedoch nicht in der Lage, den gesamten Strom auf Dauer zu führen. Hierfür ist der Einsatz eines Leistungstransistors erforderlich.The field effect transistor 2 is selected so that it is in the switch-on phase can conduct flowing current without exceeding its working range; he however, it is not able to carry the entire current continuously. For this is the use of a power transistor is required.
Ein Einschaltimpuls, der den Eingangsklemmen 3 und 5 zugeführt ist, schaltet zunächst den Feldeffekttransistor 2 in den leitenden Zustand. Damit verringert sich die an der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 anstehende Spannung, ohne daß über den Leistungstransistor 1 Strom fließt.A switch-on pulse applied to input terminals 3 and 5 first switches the field effect transistor 2 into the conductive state. So reduced the pending at the collector-emitter path of the power transistor 1 Voltage without current flowing through the power transistor 1.
Die Logikschaltung 4 führt der Basis des Leistungstransistors den Einschaltimpuls mit einer Verzögerung zu, die so groß ist daß beim Einschalten des Leistungstransistors 1 die an seiner Kollektor-Emitter-Strecke anstehende Spannung die bei Ansteuerung des Leistungstransistors 1 maximal zulässige Kollektor-Emitter-Spannung unterschritten hat.The logic circuit 4 leads the base of the power transistor Switch-on pulse with a delay that is so great that at Switching on the power transistor 1 the pending at its collector-emitter path Voltage is the maximum collector-emitter voltage permitted when power transistor 1 is activated has fallen below.
Hierzu ist der Logikschaltung 4 das Ausgangssignal einer Spannungsmeßeinrichtung 6 zugeführt, die parallel zu der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 geschaltet ist. Ist der Zeitraum bekannt, innerhalb dessen die an der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 anstehende Spannung den bei Ansteuerung maximal zulässigen Wert unterschritten hat, so kann die Spannungsmeßeinrichtung 6 durch ein Zeitglied in der Logikschaltung 4 ersetzt werden, das den Einschaltimpuls um einen vorgebbaren Wert At verzögert.For this purpose, the logic circuit 4 is the output signal of a voltage measuring device 6 fed in parallel to the collector-emitter path of the power transistor 1 is switched. Is the period known within which the collector-emitter path of the power transistor 1 is the maximum permissible voltage when activated Has fallen below the value, the voltage measuring device 6 can be controlled by a timer be replaced in the logic circuit 4, the switch-on pulse by a predeterminable At value delayed.
Eine Erhöhung der maximal zulässigen Spannung zwischen Kollektor und Emitter des Leistungstransistors ist möglich, wenn zwischen Basis und Emitter des Leistungstransistors 1 eine in Sperrichtung der Basis-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 gepolte Spannungsquelle 7 geschaltet ist.An increase in the maximum allowable voltage between collector and Emitter of the power transistor is possible if between the base and emitter of the Power transistor 1 in the reverse direction of the base-emitter path of the power transistor 1 polarized voltage source 7 is connected.
Die Spannungsquelle 7 ersetzt die direkte V-erbindung zwischen den Schaltungspunkten a und b.The voltage source 7 replaces the direct V-connection between the Switching points a and b.
Die Figur 2 zeigt das Prinzipschaltbild einer zweiten Schaltungsanordnung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Parallel zu der Koll.ektor-Basis-Strecke des Leistungstransistors 1 ist ein hochsperrender Transistor 8 geschaltet, dessen Basis mit der Anschlußklemme 3 verbunden ist. Parallel zu der Basis-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 ist ein Kleinsignaltransistor 9 geschaltet. Die Transistoren 8 und 9 sind von demselben Leitfähigkeitstyp wie der Leistungstransistor 1. Die Basis des hochsperrenden Transistors 8 ist direkt mit der Eingangsklemme 3 verbunden, und die Basis des Kleinsignaltransistors 9 ist über eine Logikschaltung 10 mit der Eingangsklemme 3 verbunden. Der hochsperrende Transistor 8 ist so ausgewählt, daß er den in der Einschaltphase fließenden Strom führen kann, ohne daß sein Arbeitsbereich überschritten ist; er ist jedoch nicht in der Lage, den gesamten Strom auf Dauer zu führen. Hierfür ist der Einsatz eines Leistungstransistors erforderlich. Ein Einschaltimpuls, der den Eingangsklemmen 3 und 5 zugeführt ist, schaltet zunächst die Transistoren 8 und 9 in den leitenden Zustand.FIG. 2 shows the basic circuit diagram of a second circuit arrangement, which works according to the method of the invention. Parallel to the coll.ector base line of the power transistor 1 is a high-blocking transistor 8 switched, whose base is connected to terminal 3. In parallel with the base-emitter path of the power transistor 1, a small-signal transistor 9 is connected. The transistors 8 and 9 are of the same conductivity type as the power transistor 1. The The base of the high blocking transistor 8 is directly connected to the input terminal 3, and the base of the small-signal transistor 9 is via a logic circuit 10 with the Input terminal 3 connected. The high blocking transistor 8 is selected so that he can carry the current flowing in the switch-on phase without affecting his working range is exceeded; however, it is not able to maintain the entire current in the long run respectively. The use of a power transistor is required for this. A The switch-on pulse applied to input terminals 3 and 5 switches first the transistors 8 and 9 in the conductive state.
Damit verringert sich die an der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 anstehende Spannung, ohne daß über den Leistungstransistor 1 Strom fließt. Die Logikschaltung 10 sperrt den Kleinsignaltransistor 9 wieder, wenn die an der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransisors 1 anstehende Spannung die bei Ansteuerung maximal zulässige Kollektor-Emitter-Spannung unterschritten hat. Das Ende des Zeitraumes, innerhalb dessen der Kleinsignaltransistor 9 nach Beginn eines Einschaltimpulses in den leitenden Zustand geschaltet ist, kann entweder - wie im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben - durch eine Spannungsmeßeinrichtung oder durch ein Verzögerungsglied mit vorgegebener Verzögerungszeit bestimmt sein. Nach Beendigung der Einschaltphase des Leistungstransistors 1 und bei weiterhin an den Eingangsklemmen 3 und.5 anstehendem Einschaltimpuls ist der Kleinsignaltransistor 9 gesperrt, und der Basisstrom des Leistungstransistors 1 fließt im wesentlichen über den weiterhin leitenden hochsperrenden Transistor 8. Anstelle des gesamten Basisstromes für den Leistungstransistor 1 - wie in der Figur 1 - braucht hier nur noch der Basisstrom für den hochsperrenden Transistor 8 über die Eingangsklemmen 3 und 5 zugeführt zu werden, während der Kollektorstrom des hochsperrenden Transistors 8 den wesentlichen Anteil des Basisstromes für den Leistungstransistor 1 liefert.This reduces the at the collector-emitter path of the power transistor 1 applied voltage without current flowing through the power transistor 1. the Logic circuit 10 blocks the small-signal transistor 9 again when the at the collector-emitter path of the power transistor 1 is the maximum permissible voltage when activated Has fallen below collector-emitter voltage. The end of the period within whose the small-signal transistor 9 after the start of a switch-on pulse in the conductive State is switched, can either - as in connection with the figure 1 described - by a voltage measuring device or by a delay element be determined with a specified delay time. After the end of the switch-on phase of the power transistor 1 and still pending at the input terminals 3 and 5 Switch-on impulse, the small-signal transistor 9 is blocked, and the base current of the Power transistor 1 essentially flows through the high-blocking one which is still conductive Transistor 8. Instead of the entire base current for the power transistor 1 - As in FIG. 1 - only the base current is needed here for the high blocking power Transistor 8 to be fed across input terminals 3 and 5 while the collector current of the high blocking transistor 8, the essential portion of the base current for the Power transistor 1 supplies.
Die Figur 3 zeigt das Schaltbild einer Schaltungsanordnung nach Figur 2. Die Logikschaltung 10. enthält ein Zeitglied, das aus einem Kondensator 11 und einem Widerstand 12 besteht.FIG. 3 shows the circuit diagram of a circuit arrangement according to FIG 2. The logic circuit 10. contains a timer, which consists of a capacitor 11 and a resistor 12 consists.
Die Basis des hochsperrenden Transistors 8 ist über einen Widerstand 13, der zur Begrenzung des Basisstromes dient, mit der Eingangsklemme 3 verbunden. Eine Diode 15 begrenzt beim Entladen des Kondensators 11 die Spannung zwischen Basis und Emitter des Kleinsignaltransistors 9. Die Entladung des Kondensators 11 erfolgt über eine schematisch dargestellte Signalspannungsquelle 16 mit dem Innenqiderstand 17, die an die Eingangsklemmen 3 und 5 angeschlossen ist. Ein Einschaltimpuls, der den Eingangsklemmen 3 und 5 zugeführt ist, schaltet den hochsperrenden Transistor 8 in den leitenden Zustand. Da der Kondensator im ersten Augenblick als Kurzschluß angesehen werden kann, ist auch der Kleinsignaltransistor 9 in den leitenden Zustand geschaltet. Nach einer vorgegebenen Zeit at ist der Kondensator 11 so weit geladen, daß der Kleinsignaltransistor 9 wieder sperrt. Während der Dauer des Einschaltimpulses bleibt der Kondensator 11 geladen. Er entlädt sich erst nach dem Ende des Einschaltimpulses.The base of the high blocking transistor 8 is through a resistor 13, which is used to limit the base current, is connected to input terminal 3. A diode 15 limits the voltage between the base when the capacitor 11 is discharged and emitter of the small-signal transistor 9. The capacitor 11 is discharged via a schematically illustrated signal voltage source 16 with the internal resistor 17, which is connected to input terminals 3 and 5. A switch-on impulse that the input terminals 3 and 5 is fed, switches the high-blocking Transistor 8 in the conductive state. Since the capacitor is initially called Short circuit can be seen, the small-signal transistor 9 is also conductive State switched. After a predetermined time at, the capacitor 11 is so far loaded that the small-signal transistor 9 blocks again. During the duration of the switch-on pulse the capacitor 11 remains charged. It only discharges after the end of the switch-on pulse.
Der Kleinsignaltransistor 9 hat in der in der Figur 3 dargestellten Schaltungsanordnung eine zweite Aufgabe. Er sorgt dafür, daß beim Abschalten des Leistungstransistors 1, also nach dem Ende des Einschaltimpulses der Kollektorstrom des Leistungstransistors schneller abklingt. Parallel zu der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 ist.The small-signal transistor 9 is shown in FIG Circuit arrangement a second task. It ensures that when the Power transistor 1, i.e. the collector current after the end of the switch-on pulse of the power transistor decays faster. Parallel to the collector-emitter path of the power transistor 1 is.
die Reihenschaltung einer Diode 18, eines Kondensators 19 und eines Widerstandes 20 geschaltet. Ist der Leistungstransistor 1 leitend, so entlädt sich der Kondensator 19 über einen parallel zu der Diode 18 liegenden Widerstand 21, die leitende Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransisto: 1 und den Widerstand 20. Die an dem Widerstand 20 abfallende Spannung ist über einen Widerstand 22 der Basis des Kleinsignaltransistors 9 zugeführt. Nach-dem Ende des Einschaltimpulses wird der hochsperrende Transistor 8 gesperrt und damit der Basisstrom für den Leistungstransistor 1 abgeschaltet. Für die Dauer der Speicherzeit des Leistungstransistors 1 fließt der Kollektorstrom des Leistungstransistors 1 in der bisherigen Höhe weiter. Nach dem -Ablauf der Speicherzeit verringert sich der Kollektorstrom und der Differenzbetrag zu dem vor dem Abschalten des Basisstromes fließenden Kollektorstrom fließt über die Diode 18, den Kondensator 19 und den Widerstand 20.the series connection of a diode 18, a capacitor 19 and one Resistor 20 switched. If the power transistor 1 is conductive, it is discharged the capacitor 19 via a resistor 21 lying parallel to the diode 18, the conductive collector-emitter path of the power transistor: 1 and the resistor 20. The voltage drop across resistor 20 is across a resistor 22 of Base of the small signal transistor 9 supplied. After the end of the switch-on pulse the high blocking transistor 8 is blocked and thus the base current for the power transistor 1 switched off. For the duration of the storage time of the power transistor 1 the collector current of the power transistor 1 continues to flow at the previous level. After the storage time has expired, the collector current and the difference amount are reduced to the collector current flowing before switching off the base current overflows the diode 18, the capacitor 19 and the resistor 20.
Der über den Kondensator 19 fließende Ladestrom verursacht an dem Widerstand 20 einen Spannungsabfall, der den Kleinsignaltransistor 9 in den leitenden Zustand steuert.The charging current flowing through the capacitor 19 causes the Resistor 20 a voltage drop that the small signal transistor 9 in the conductive State controls.
Durch die leitende Kollektor-Emitter-Strecke des Kleinsignaltransistors 9, die parallel zu der Basis-Emitter-. Through the conductive collector-emitter path of the small-signal transistor 9 running in parallel with the base-emitter.
Strecke des Leistungstransistors 1 liegt, wird die Basis des Leistungstransistors 1 nach Ablauf der Speicherzeit verstärkt ausgeräumt, wodurch der Kollektorstrom des Leistungstransistors 1 wesentlich schneller absinkt. Path of the power transistor 1 is the base of the power transistor 1 after the storage time has expired, increasing the collector current of the power transistor 1 drops much faster.
Die in Sperrichtung der Basis-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 gepolte Spannungsquelle 7 erhöht nicht nur die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter des Leistungstransistors 1 sondern beschleunigt zusätzlich das Ausräumen der Basis des Leistungstransistors nach Ablauf der Speicherzeit. The reverse direction of the base-emitter path of the power transistor 1 polarized voltage source 7 not only increases the maximum permissible voltage between Collector and emitter of the power transistor 1 but also accelerates clearing the base of the power transistor after the storage time has expired.
Die Figur 4 zeigt das Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung entsprechend der Figur 2, in der der hochsperrende Transistor 8 durch einen Thyristor 23 ersetzt ist. FIG. 4 shows the basic circuit diagram of a circuit arrangement corresponding to Figure 2, in which the high blocking transistor 8 by a thyristor 23 is replaced.
Der gemeinsame Schaltungspunkt des Kleinsignaltransistors 9 und des Thyristors 23 ist über einen Widerstand 24 mit der Basis des Leistungstransistors 1 verbunden. Zwischen Basis und Emitter des Leistungstransistors ist ein weiterer Widerstand 25 geschaltet, der im gesperrten Zustand des Leistungstransistors 1 evtl. auftretende Restströme an der Basis-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 vorbeileitet. Das Einschalten des Leistungstransistors 1 erfolgt über einen Übertrager 26, der mit einer Primärwicklung 26a und zwei Sekundärwicklungen 26b und 26c versehen ist. Das Ausschalten des Leistungstransistors 1 erfolgt über einen weiteren Übertrager 27, der mit einer Primärwicklung 27a und einer Sekundärwicklung 27b versehen ist. The common node of the small-signal transistor 9 and the Thyristor 23 is connected through a resistor 24 to the base of the power transistor 1 connected. Between base and emitter of the power transistor a further resistor 25 is connected, which is in the blocked state of the power transistor 1 Possible residual currents on the base-emitter path of the power transistor 1 passed. The power transistor 1 is switched on via a transformer 26, which is provided with a primary winding 26a and two secondary windings 26b and 26c is. The power transistor 1 is switched off via a further transformer 27, which is provided with a primary winding 27a and a secondary winding 27b.
Dies führt zu einer galvanischen Trennung zwischen Steuerkreis (Primärwicklungen 26a und 27a) und Leistungsteil. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß - wie im folgenden noch ausgeführt ist - die Ansteuerung auf der Primärseite nicht während der ganzen Einschaltdauer des Leistungstransistors 1 zu erfolgen braucht, sondern daß kurze Steuerimpulse genügen, um den Leistungstransistor 1 ein- und auszuschalten. In der dazwischen liegenden Zeit erhält der Leistungstransistor 1 seinen Basisstrom über den Widerstand 24 und den Thyristor 23 der nach seinem Einschalten so lange leitend bleibt, wie der fließende Strom den Haltestrom nicht unterschreitet. Beim Einschalten leitet eine Diode 28 nur eine Polarität des Ausgangsimpulses der Sekundärwicklung 26b an einen aus zwei Widerständen 29 und 30 gebildeten Spannungsteiler weiter.This leads to a galvanic separation between the control circuit (primary windings 26a and 27a) and power section. Another advantage is that - as in the following is still carried out - the control on the primary side not during the entire duty cycle of the power transistor 1 needs to be done, but that short control pulses are sufficient to switch the power transistor 1 on and off. In the intervening time, the power transistor 1 receives its base current via the resistor 24 and the thyristor 23 for so long after it has been switched on remains conductive as the flowing current does not fall below the holding current. At the When switched on, a diode 28 conducts only one polarity of the output pulse of the secondary winding 26b to a voltage divider formed from two resistors 29 and 30.
Die an dem Widerstand 30 abfallende Spannung ist der Steuerstrecke des Thyristors 23 als Zündimpuls zugeführt. Beim Einschalten leitet eine Diode 31 nur eine Polarität des Ausgangssignales der Sekundärwicklung 26c an einen aus zwei t Widerständen 32 und 33 gebildeten Spannungsteiler weiter und schaltet für die Dauer des Ausgangsimpulses der Se- 4 kundärwicklung 26c den Kleinsignaltransistor 9 in den leitenden Zustand. Damit sind beim Einschalten zunächst der Thyristor 23 und der Kleinsignaltransistor 9 leitend.The voltage drop across resistor 30 is the control path of the thyristor 23 is supplied as an ignition pulse. A diode 31 conducts when it is switched on only one polarity of the output of the secondary winding 26c to one of two t Resistors 32 and 33 formed voltage divider continues and switches for the duration of the output pulse of the secondary winding 26c 4 the small signal transistor 9 in the conductive state. So when you turn on the thyristor 23 and the small-signal transistor 9 conductive.
Der über den Thyristor 23 fließende Strom fließt über den leitenden Kleinsignaltransistor 9 an dem Leistungstransistor 1 vorbei bis der Ausgangsimpuls der Sekundärwicklung 26c abgeklungen ist und der Kleinsignaltransistor 9 wieder sperrt.The current flowing through the thyristor 23 flows through the conductive Small signal transistor 9 past the power transistor 1 until the output pulse the secondary winding 26c has decayed and the small-signal transistor 9 again locks.
Nachdem jetzt die an der Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 1 anstehende Spannung verringert ist, fließt der über den Thyristor 23 fließende Strom über den Widerstand 24 und im wesentlichen weiter in die Basis des Leistungstransistors 1. Damit ist auch der Leistungstransistor 1 leitend. Der Widerstand 33 dient zum Entladen der Basis-Emitter-Kapazität des Kleinsignaltransistors 9. Beim Ausschalten leitet eine Diode 34 nur eine Polarität des Ausgangsimpulses der Sekundärwicklung 27b über den Widerstand 24 an die Basis des Transistors 1. Dieser Impuls verursacht an dem Widerstand 24 einen Spannungsabfall, der das auf den Emitter des Leistungstransistors 1 bezogene Potential des gemeinsamen Schaltungspunktes von Thyristor 23 und Kleinsignaltransistor 9 so weit erhöht, daß an dem Thyristor 23 eine Spannung in Sperrichtung ansteht. Der über den Thyristor 23 fließende Strom verringert sich und unterschreitet seinen Haltestrom. Während dieser Zeit liefert der Ausgangsimpuls der Sekundärwicklung 27b den Basisstrom für den Leistungstransistor 1. Nach dem Abklingen des Ausgangsimpulses der Sekundärwicklung 27b sperrt auch der Leistungstransistor 1.After that, the one at the collector-emitter path of the power transistor 1 applied voltage is reduced, the flowing through the thyristor 23 flows Current through resistor 24 and essentially further into the base of the power transistor 1. This means that the power transistor 1 is also conductive. The resistor 33 is used to Discharge of the base-emitter capacitance of the small-signal transistor 9. When switching off a diode 34 conducts only one polarity of the output pulse of the secondary winding 27b through resistor 24 to the base of transistor 1. This pulse causes across the resistor 24 a voltage drop that is applied to the emitter of the power transistor 1 related potential of the common circuit point of thyristor 23 and small-signal transistor 9 increased so far that the thyristor 23 is a voltage in the reverse direction. The current flowing through the thyristor 23 decreases and falls below its Holding current. During this time, the output pulse delivers the Secondary winding 27b the base current for the power transistor 1. After decay of the output pulse of the secondary winding 27b also blocks the power transistor 1.
Claims (10)
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| DE19803044842 DE3044842C2 (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Method for switching on power transistors operating in switching mode and circuit arrangements for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19803044842 DE3044842C2 (en) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | Method for switching on power transistors operating in switching mode and circuit arrangements for carrying out the method |
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| DE3044842C2 DE3044842C2 (en) | 1986-09-04 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3246963A1 (en) * | 1982-12-18 | 1984-06-20 | Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg | Device for reducing the power dissipation load on electronic switches |
| EP0181148A1 (en) * | 1984-10-30 | 1986-05-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
Citations (2)
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| DE2635218A1 (en) * | 1975-08-05 | 1977-02-24 | Thomson Csf | ARRANGEMENT FOR PROTECTING A TRANSISTOR |
| DE2809439A1 (en) * | 1977-03-07 | 1978-09-14 | Philippe Lataire | SWITCHING DEVICE FOR CONTROLLING THE BASE CURRENT OF A POWER TRANSISTOR OPERATED AS A SWITCHING TRANSISTOR |
-
1980
- 1980-11-28 DE DE19803044842 patent/DE3044842C2/en not_active Expired
Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE-Z: "Elektronik", 1976, Heft 11, S. 145 146 * |
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| US4672245A (en) * | 1984-10-30 | 1987-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High frequency diverse semiconductor switch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3044842C2 (en) | 1986-09-04 |
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